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Sciences de la santé; Sciences naturelles et génie; Génie; Sciences médicales

François Yu

Imagerie ultrasonore, microbulles, thérapie ciblée, théranostique, livraison ciblée de médicaments

Professeur/chercheur adjoint

Faculté de médecine - Département de radiologie, radio-oncologie et médecine nucléaire

francois.yu@umontreal.ca

Autre numéro : 514 890-8000 #31268 (Travail 1)
Autre courriel : yufranc@me.com (Personnel)

Portrait

Expertise de recherche

Le laboratoire de microbulles théranostiques (thérapeutique et diagnostique) s’intéresse au développement d’approches thérapeutiques ciblées, fondées sur l’utilisation de microbulles activées par ultrasons et guidées par imagerie ultrasonore.

Nous sommes notamment intéressés par le développement d’approches théranostiques contre le cancer. En effet, les traitements anti-cancer s’accompagnent généralement de toxicités systémiques importantes et/ou ne sont efficaces que chez des sous-groupes de patients. Le développement de nouvelles thérapies ciblées, limitant les effets secondaires et augmentant l’efficacité et la spécificité des traitements existants constitue donc une stratégie prometteuse permettant d’augmenter l’étendue de notre arsenal contre le cancer.

Les microbulles sont des agents de contraste utilisés comme traceurs sanguins en imagerie ultrasonore. Toutefois, dans un champ ultrasonore, les microbulles entrent en oscillation et interagissent avec les cellules environnantes, ce qui peut être exploité à des fins thérapeutiques. Ainsi, il est bien connu que les microbulles peuvent augmenter la perméabilité vasculaire et cellulaire. Récemment, j’ai démontré que les microbulles et les ultrasons peuvent augmenter la perfusion microvasculaire dans le muscle en activant des médiateurs purinergiques et la libération d’oxide nitrique, ce qui provoque une vasodilatation ciblée dans la zone insonifiée. Ces travaux suggèrent ainsi qu’il est possible de localiser la concentration de médiateurs périphériques en profondeur dans des tissus, à l’aide d’un faisceau ultrasonore.

Dans mon laboratoire, nous proposons de développer des approches thérapeutiques innovantes et ciblées par ultrasons contre le cancer en exploitant des marqueurs moléculaires récemment identifiés pour sensibiliser les tumeurs à la radiothérapie, pour augmenter l’efficacité de l’immunothérapie contre le cancer et pour libérer des médicaments localement. Ces thérapies innovantes ciblées sont pourvues d’un fort potentiel translationnel vers le patient puisque les composantes sont individuellement déjà utilisées en clinique. Mon laboratoire fait partie d’un regroupement d’équipes multidisciplinaires au Centre de recherche du centre hospitalier de l’Université de Montréal (CRCHUM) qui forme un environnement unique permettant le développement et l’évaluation systématique de ces nouvelles approches thérapeutiques contre le cancer.

Biographie

Dr Francois Yu est professeur chercheur adjoint au département de radiologie, radio-oncologie et médecine nucléaire à l’Université de Montréal et chercheur au centre de recherche du centre hospitalier de l’Université de Montréal. Dr Yu a obtenu son baccalauréat en génie électrique en 2001 à l’École Polytechnique de Montréal et son PhD en génie biomédical de l’Université de Montréal en 2010. Dr Yu se spécialise dans l’imagerie ultrasonore haute fréquence des maladies associées aux désordres rhéologiques, incluant le diabète, l’athérosclérose et la thrombose veineuse et dans l’utilisation des microbulles (agent de contraste ultrasonore) en imagerie et en thérapie pour des applications théranostiques ciblée en oncologie et en cardiologie.

Dr Yu est le directeur du Laboratoire de microbulles théranostiques, affilié au laboratoire de biorheologie et ultrasonographie médicale de l’Axe Imagerie et ingénierie au CRCHUM.

Spécifiquement, les intérêts de recherche du Dr Yu visent le développement de stratégies thérapeutiques ciblées fondées sur les microbulles activées par un faisceau ultrasonore, incluant la livraison ciblée de médicaments. De plus, les microbulles étant des agents de contraste ultrasonore, l’approche peut être à la fois guidée et suivie par imagerie ultrasonore (approche théranostique). En particulier, un des objectifs du laboratoire consiste à élucider les voies de signalement et les réponses physiologiques suivant l’exposition aux oscillations des microbulles qui peuvent être mises à profit pour optimiser la thérapie ciblée.   

Le laboratoire de microbulles théragnostiques offre la possibilité de travailler à plusieurs niveaux de la recherche biomédicale et du développement technologique, incluant le traitement de signal ultrasonore, la synthèse et la caractérisation des microbulles, la validation in vitro, le développement de modèles animaux, la manipulation de banques de tissus humains, la culture cellulaire et la biologie moléculaire. Le laboratoire est fondé sur une approche multidisciplinaire qui contribue à former une perspective unique sur les opportunités et les défis menant au développement d’approches théranostiques novatrices.

Affiliations et responsabilités

Affiliations de recherche

Établissements affiliés

  • Centre hospitalier de l’Université de Montréal (CHUM)

Titres professionnels et autres affiliations

Titres : corporations et organismes professionnels

  • Ordre des Ingénieurs du Québec
  • Membre IEEE

Enseignement et encadrement Ce professeur recrute

Recrutement en recherche Ce professeur recrute

Le Laboratoire de Microbulles Théranostiques est à la recherche d’étudiants gradués (maîtrise ou doctorat) et d’un chercheur postdoctoral pour le développement de thérapies ciblée par microbulles et ultrasons contre le cancer. Ces approches théranostiques innovantes exploitent des voies moléculaires récemment identifiées impliquées dans le tonus vasomoteur et la signalisation immunogène activées par la cavitation des microbulles. Les nouvelles thérapies de radio-sensibilisation et en immunothérapie augmentée ont un potentiel tangible de traduction clinique pour les patients puisque tous les composants individuels de la thérapie proposée sont déjà présents dans le cadre clinique.

Nous développons actuellement des techniques pour caractériser les interactions microbulles / cellules dans des cultures cellulaires et dans des modèles de souris en utilisant des techniques d'ultrasons, de microscopie, de PET, d'imagerie par bioluminescence et de biologie moléculaire. La livraison de médicaments et de molécules actives portées par des microbulles et libérées in situ par ultrasons présente également un intérêt dans ce projet.

Nous recherchons des candidats ayant une formation solide en biologie moléculaire, en sciences pharmaceutiques ou en génie biomédical, possédant une expérience de recherche en culture cellulaire et modèles animaux, et possédant de solides capacités de travail en équipe et de communication pour prospérer dans un environnement multidisciplinaire.

Ces postes sont actuellement financé par des subventions de recherche du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, du Fonds de recherche du Québec – Santé et du Réseau de Bio-Imagerie du Québec. Le poste de post-doctorat a une durée d'un an renouvelable et offre un support salarial concurrentiel, en rapport avec l'expérience de recherche du candidat. Les postes d’étudiants gradués sont rattachés à la Faculté de Médecine de l’Université de Montréal et sont financés par des bourses d’études. 

Le laboratoire MTL est situé au Centre de Recherche du centre hospitalier de l’Université de Montréal, dans un centre moderne et à la fine pointe de la technologie. Montréal est une ville métropolitaine avec une vie scientifique vibrante, multiculturelle et bilingue. C’est aussi une ville qui héberge quatre grandes universités de recherche.

Merci de faire parvenir votre curriculum vitae, relevé de notes, liste de publications et une lettre de motivation à :

Francois Yu, Eng, Ph.D.
Professeur chercheur assistant, Université de Montréal
Département de Radiologie, radio-oncologie et médecine nucléaire
Centre de recherche du CHUM, axe Imagerie et Ingénierie
Tour Viger, 900 Saint-Denis R11-442
Montréal, Québec, Canada, H2X 0A9
Tél. : 514-890-8000 (poste 31268)  
Courriel : yufranc@me.com

Autres activités pédagogiques

  • Enseignement du cours GBM6118

Projets

Projets de recherche

2018 - 2024

Understanding the vascular physiology after exposure to ultrasound stimulated microbubble oscillations

Chercheur principal : François Yu
Sources de financement : CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Programmes de subvention : PVX20965-Programme de subvention à la découverte individuelle ou de groupe
2018 - 2022

Plateforme provasculaire et immunothérapeutique ciblée anti-cancer par microbulles et ultrasons

Chercheur principal : François Yu
Sources de financement : FRQS/Fonds de recherche du Québec - Santé (FRSQ)
Programmes de subvention : PVXXXXXX-Bourse de chercheur-boursier : Junior 1

Rayonnement

Expertise professionnelle (hors de l’institution)

  • 2014-2017 Research Instructor (University of Pittsburgh)
  • 2015-2017 Adjunct Faculty (Carnegie Mellon University) 

Publications et communications

Publications

  1. Yu F. T.and Cloutier G., « Experimental ultrasound characterization of red blood cell aggregation using the structure factor size estimator », J. Acoust. Soc. Am., vol. 122, no. 1, pp. 645-656, 2007
  2. Cloutier G., Zimmer A., Yu F.T.H., Chiasson J.L., Increased shear rate resistance and fastest kinetics of erythrocyte aggregation in diabetes measured with ultrasound, Diabetes Care, vol.31, no 7,pp 1400-1402, 2008
  3. Nguyen L.C., Yu F.T.H. and Cloutier G., Cyclic changes in blood echogenicity under pulsatile flow are frequency dependent, Ultras. Med. Biol., vol.34, no.4, pp. 664-673, 2008
  4. Franceschini E., Yu F.T.H.,Cloutier G., Simultaneous estimation of attenuation and structure parameters of aggregated red blood cells from backscatter measurements, J. Acoust. Soc. Am, vol. 123, no.4, pp.EL85-EL91, 2008
  5. Yu F.T.H., Franceschini E., Chayer B., Armstrong J.K., Meiselman H.J. and Cloutier G., « Ultrasonic parametric imaging of erythrocyte aggregation using the Structure Factor Size Estimator », Biorheology, 46:343-363, 2009
  6. Franceschini, E., Yu, F. T., Destrempes, F., and Cloutier, G., « Ultrasound characterization of red blood cell aggregation with intervening attenuating tissue-mimicking phantoms », J Acoust.Soc Am, vol. 127, no. 2, pp. 1104-1115, 2010
  7. Yu F.T.H., Armstrong J.K., Tripette J., Meiselman H.J., Cloutier G., A local increase in red blood cell aggregation can trigger deep vein thrombosis: Evidence based on quantitative cellular ultrasound imaging, J. Thrombosis and Haemostasis, 9(3):481-8, 2011 doi: 10.1111/j.1538-7836.2010.04164.x
  8. Kim J. S., Leeman J. E., Kagemann L., Yu F. T. H., Chen X., Pacella J. J., Schuman J. S., Villanueva F. S., Kim K., « Volumetric Quantification of In vitro Sonothrombolysis with Microbubbles Using High Resolution Optical Coherence Tomography », J of Biomed. Opt., 17(7), pp. 070502-1-3, 2012. 
  9. Leeman J. E., Kim, J. S., Yu F. T. H., Chen Xi, Kim K., Wang J., Chen Xu., Villanueva F.S. and Pacella J.J., « Effect of Acoustic Conditions on Microbubble-Mediated  Microvascular Sonothrombolysis », Ultras. Med. Biol., 38(9), pp 1589-1598, 2012.
  10. Stephens, D., Mahmoud, A., Ding, X., Lucero, S., Dutta, D., Yu, F.T.H., Chen, X., Kim, K., « Flexible Integration of Both High Imaging Resolution and High Power Arrays for Ultrasound-Induced Thermal Strain Imaging (US-TSI), IEEE Ultras. Ferroelect. Freq. Cont. 60(12), pp. 2645-2656, 2013
  11. Yu F. T. H., Villanueva F.S., Chen X., « Radial modulation contrast imaging using a 20 MHz single element IVUS catheter », IEEE- Ultras. Ferroelect. Freq. Cont., 61(5), pp. 779-791, 2014
  12. Yu F.T.H., Chen X., Wang J., Qin B. and Villanueva F.S., «Low intensity ultrasound mediated liposomaldoxorubicin delivery using polymer microbubbles», Mol. Pharm, 4;13(1):55-64, 2016. 
  13. Destrempes F., Franceschini E., Yu F.T.H., Cloutier G., «Unifying concepts of statistical and spectral quantitative ultrasound techniques, IEEE Trans Med Imaging, 35(2):488-500, 2016 
  14. Black J.J., Yu F.T.H.,Schnatz F.Chen X., Villanueva F.S., Pacella J.J., «Effect of Thrombus Composition and Viscosity on Sonoreperfusion Efficacy in a Model of Micro-Vascular Obstruction», Ultras. Med Biol., 42(9):2220-31, 2016 
  15. Yu F.T.H.*, Roos S.T.*, Chen X., Kamp O, Villanueva F.S. and Pacella J.J., «Sonoreperfusion Therapy Kinetics in Whole Blood using Ultrasound, Microbubbles and Low Dose tPA», Ultras. Med. Biol., 42(12):3001-3009, 2016 (* co-first authors)
  16. Goyal A., Yu F.T.H., Tenwalde M., Chen X., Althouse A, Villanueva F.S., Pacella J.J., «Inertial cavitation ultrasound with microbubbles improves reperfusion efficacy when combined with tPA in an in-vitro model of microvascular obstruction», Ultras. Med. Biol. Jul;43(7):1391-1400, 2017 
  17. Yu F.T.H., Chen X, Straub A. and Pacella J.J., The Role of Nitric Oxide during «Sonoreperfusion of Microvascular Obstruction», Theranostics, 7(14) :3527-3538, 2017 
  18. Guilbert C., Chayer B., Allard L, Yu F.T.H., Cloutier G, «Influence of erythrocyte aggregation on radial migration of platelet-sized spherical particles in shear flow», J of Biomechanics, 61:26-33, 2017

Communications

  1. Yu F, D. Savéry, A. Amararene, F. S. Fosterand G. Cloutier,« Attenuation compensated spectral slopes during the kinetics of rouleaux formation for porcine blood in Couette flow at 10-70 MHz »,Ultrasonic Biomedical Microscanning, New York, 2004
  2. Yu F., Savéry D., Amararene A., Foster F.S. and Cloutier G., « Attenuation compensated spectral slopes during the kinetics of rouleaux formation for porcine whole blood in couette flow at 10-70 MHz », IEEE Ultrasonics Symposium, pp. 842-845, 2004
  3. Amararene A., Yu F.and Cloutier G., The intensity reflection coefficient : a novel method for investigating blood, IEEE Ultrasonics Symposium, pp. 838-841, vol.2,2004
  4. Gennisson J.L., Yu F.and Cloutier, G., « Analysis of blood clot formation with transient elastography : similarity with sol-gel transition in agar-gelatin phantoms ». IEEE Ultrasonics Symposium, pp. 1134-1137, 2004
  5. Yu F.,Gennisson J.L., and Cloutier G., A new method to assess the kinetics of rouleaux formation in human subcutaneous veins using high frequency parametric imaging: Preliminary results, IEEE Ultrasonics Symposium, pp. 870-873, Rotterdam, 2005
  6. Yu F.T.H.,Cloutier G., Isotropic estimation of red blood cell aggregate sizes using US backscatter from 9 to 30 MHz: In vitro validation at 6% and 40% hematocrits,Ultrasounic Biomedical Microscanning, Corsica, 2006
  7. Yu F.T.H.,Cloutier G, Parametric imaging for in vivo and in situ RBC aggregation characterization,New England Doppler Conference, Maastricht, 2007
  8. Nguyen L.C., Yu F.T.H. and Cloutier G., In Vitro Study of Frequency-Dependent Blood Echogenicity Under Pulsatile Flow , IEEE Ultrasonics Symposium, pp. 2507-2510, 2007
  9. Guilbert C., Yu F.T.H. and Cloutier G., New Observations on the Anisotropy of Ultrasound Blood Backscatter as a function of Frequency, IEEE Ultrasonics Symposium, pp.1013-1016, 2007
  10. Franceschini E., Yu F.T.H., Fenech M., Cloutier G., « Evaluation of the Structure Factor Size Estimator from simulated backscattered signals from blood », IEEE Ultrasonics Symposium, pp.2503-2506, 2007
  11. Cloutier G., Yu F.T.H., Franceschini E., Nguyen L.C. and Zimmer A, « Ultrasound determination of structural indices of red blood cell aggregation for in vivo scanning», Biorheol, vol.45, p.98, 2008 
  12. Yu F.T.H., Franceschini E., Armstrong J.K., Meiselman H.J., and Cloutier G., « Ultrasound parametrical imaging of RBC aggregation in Couette and tube flows and local viscosity extrapolations », Biorheol., vol.45, p.117, 2008. 
  13. Yu F.T.H., Franceschini E., Armstrong J.K., Meiselman H.J., and Cloutier G., « Ultrasound parametrical imaging of RBC aggregation in Couette and tube flows and local viscosity map extrapolations », 13th International Congress of Biorheology and 6th International Conference on Clinical Hemorheology, Penn State, 2008 
  14. Franceschini E., Yu, F.T.H.. Destrempes F.,Cloutier, G, In vivo ultrasound characterization of red blood cell aggregation using the structure factor size and attenuation estimator, IEEE Ultrasonics Symposium, pp.301-304, 2009.
  15. Yu F.T.H, Villanueva F, Chen X.X., The selection of the low frequency for radial modulation imaging at 20 MHz, IEEE Ultrasonics Symposium, pp. 908-911, 2010. 
  16. Yu F.T.H., Villanueva F.S., Chen X, Intravascular ultrasound contrast imaging at 25 MHz using radial modulation: a promising approach for coronary vasa vasorum imaging, IEEE Ultrasonics Symposium, pp. 168-171, 2011
  17. Yu F.T.H., Villanueva F.S., Chen X., Intravascular ultrasound contrast imaging on a commercial catheter using radial modulation, 17th European symposium on Ultrasound Contrast Imaging, Rotterdam, 2012
  18. Yu F.T.H., Chen X., Wang J., Qin B., Panday R. and Villanueva F.S., Release, Uptake and Cytotoxicity of Doxorubicin loaded Lipopolyplexes using low intensity ultrasound, 19th European symposium on Ultrasound Contrast Imaging, Rotterdam, 2014 
  19. Black J., Schnatz F., Yu F.T.H., Chen X., Villanueva F.S., Pacella J.J., Sonoreperfusion efficacy is greater with venous thrombi compared to arterial thrombi in an in vitro model of arteriolar microvascular obstruction, IEEE Ultrasonics Symposium, Chicago, 2014
  20. Nguyen M., Yu J, Dinx X., Park D., Yu F.T.H., Kim K., Tri-modality ultrasound imaging system : design and phantom experimental results, IEEE Ultrasonics Symposium, Chicago, 2014
  21. Nguyen M, Ding X., Yu F.T.H., Kim K., Adaptive beamforming for thermal strain imaging using a single ultrasound linear array, IEEE Ultrasonics Symposium, Chicago, 2014
  22. Yu, F.T.H., Chen X., Wang J, Qin B., Panday R., Villanueva F.S., Release, uptake and cytotoxicity of doxorubicin loaded lipopolyplexes exposed to low intensity ultrasound, IEEE Ultrasonics Symposium, Chicago, 2014
  23. Roos S.T., Yu F.T.H., Chen X., Kamp O, van Rossum A.C., Pacella J.J., Villanueva F.S., In vitro sonothrombolysis in whole blood for myocardial no-reflow, European Heart Journal, Volume 34, Issue suppl 1, 2013
  24. Roos S.T., Yu F.T.H., Chen X., Kamp O, van Rossum A.C., Pacella J.J., Villanueva F.S., Sonoreperfusion therapy for microvascular obstruction using microbubbles and low dose tPA, American Heart Association, Chicago, 2014  
  25. Goyal A., Yu F.T.H., Tenwalde M.G., Chen X., Villanueva F.S., and Pacella J.J., Lowering acoustic requirements for effective sonoreperfusion of microvascular obstruction using ultra low dose tPA, 20th European symposium on Ultrasound Contrast Imaging, Rotterdam, 2015  
  26. Yu F.T.H., Wolf M., Tenwalde M.G., Schnatz F., Chen X., Villanueva F.S. and Pacella J.J., Nitric oxide contributes to effective sonoreperfusion of microvascular obstruction, 20th European symposium on Ultrasound Contrast Imaging, Rotterdam, 2015  
  27. Black J, Schnatz F, Yu F.T.H., Chen X., Brands J, Villanueva F, Pacella J, Effect of blood viscosity and thrombus composition on sonoreperfusion efficacy, Acoustical Society of America meeting, Pittsburgh, 2015
  28. Yu F.T.H., Istvanic F., Chen X., Villanueva F.S., Powers J. and Pacella J.J., Sonoreperfusion for microvascular obstruction: a clinically applicable approach, European symposium on Ultrasound Contrast Imaging, Rotterdam, 2016
  29. Black J.J., Yu F.T.H., Schnatz F., Helfield B., Chen X., Villanueva F.S., Pacella J.J., Effect of viscosity and thrombus composition on sonoreperfusion efficacy, European symposium on Ultrasound Contrast Imaging, Rotterdam, 2016 
  30. Yu F.T.H, Chen X., Villanueva F.S. and Pacella J.J., Sonoreperfusion for Microvascular Obstruction using Ultrasound and Microbubbles: Role of Nitric Oxide, American College of Cardiology, Chicago, 2016
  31. Goyal A., Yu F.T.H., Tenwalde M.G., Chen X., Villanueva F.S. and Pacella J.J., Low dose tPA improves reperfusion efficacy of microvascular obstruction using ultrasound with microbubbles, American College of Cardiology, Chicago, 2016
  32. Yu F.T.H, Chen X., Villanueva F.S. and Pacella J.J., Role of Nitric Oxide in  Sonoreperfusion Therapy for Microvascular Obstruction, American Heart Association Scientific sessions, New Orleans, 2016
  33. Yu F.T.H., Avula V, Chen X, Straub A., Lavery L, Villanueva F. and Pacella J.J., The Role of Nitric Oxide during Sonoreperfusion of Microvascular Obstruction, European symposium on Ultrasound Contrast Imaging, Rotterdam, 2017 
  34. Yu J., Yu F.T.H., Pacella J.J., Villanueva F.S., Kim K., Super-resolution imaging of muscle vasculature using microbubble localization technique, IEEE Ultrasonics Symposium, Tours, 2016
  35. Yu F.T.H., Yu G., Chen X., Lavery L., Villanueva F and Pacella J.J., The effect of pulse length on perfusion kinetics following sonoreperfusion therapy, European symposium on Ultrasound Contrast Imaging, Rotterdam, 2017 
  36. Yu F.T.H, Yu G., Chen X., Lavery L., Villanueva F.S., and Pacella J.J., The effect of pulse length on perfusion kinetics following sonoreperfusion therapy, IEEE Ultrasonics Symposium, Washington, 2017 

Disciplines

  • Génie biomédical
  • Biologie et autres sciences connexes
  • Sciences biomédicales
  • Biologie cellulaire

Champ d’expertise

  • Technologies biomédicales
  • Diagnostic et détection du cancer
  • Imagerie (Outils de caractérisation)
  • Acoustique
  • Apoptose et cancer
  • Immunothérapie
  • Radiothérapie
  • Chimiothérapie
  • Animal
  • Cellule